sys/boot/i386/libi386/biosdisk.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1998 Michael Smith <msmith@freebsd.org>
   3  * Copyright (c) 2012 Andrey V. Elsukov <ae@FreeBSD.org>
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  25  * SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/cdefs.h>
  29 __FBSDID("$FreeBSD$");
  30
  31 /*
  32  * BIOS disk device handling.
  33  *
  34  * Ideas and algorithms from:
  35  *
  36  * - NetBSD libi386/biosdisk.c
  37  * - FreeBSD biosboot/disk.c
  38  *
  39  */
  40
  41 #include <sys/disk.h>
  42 #include <sys/limits.h>
  43 #include <stand.h>
  44 #include <machine/bootinfo.h>
  45 #include <stdarg.h>
  46
  47 #include <bootstrap.h>
  48 #include <btxv86.h>
  49 #include <edd.h>
  50 #include "disk.h"
  51 #include "libi386.h"
  52
  53 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
  54 #include "cons.h"
  55 #include "drv.h"
  56 #include "gpt.h"
  57 #include "part.h"
  58 #include <uuid.h>
  59 struct pentry {
  60         struct ptable_entry     part;
  61         uint64_t                flags;
  62         union {
  63                 uint8_t bsd;
  64                 uint8_t mbr;
  65                 uuid_t  gpt;
  66                 uint16_t vtoc8;
  67         } type;
  68         STAILQ_ENTRY(pentry)    entry;
  69 };
  70 struct ptable {
  71         enum ptable_type        type;
  72         uint16_t                sectorsize;
  73         uint64_t                sectors;
  74
  75         STAILQ_HEAD(, pentry)   entries;
  76 };
  77
  78 #include "geliboot.c"
  79 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
  80
  81 CTASSERT(sizeof(struct i386_devdesc) >= sizeof(struct disk_devdesc));
  82
  83 #define BIOS_NUMDRIVES          0x475
  84 #define BIOSDISK_SECSIZE        512
  85 #define BUFSIZE                 (1 * BIOSDISK_SECSIZE)
  86
  87 #define DT_ATAPI                0x10            /* disk type for ATAPI floppies */
  88 #define WDMAJOR                 0               /* major numbers for devices we frontend for */
  89 #define WFDMAJOR                1
  90 #define FDMAJOR                 2
  91 #define DAMAJOR                 4
  92
  93 #ifdef DISK_DEBUG
  94 # define DEBUG(fmt, args...)    printf("%s: " fmt "\n" , __func__ , ## args)
  95 #else
  96 # define DEBUG(fmt, args...)
  97 #endif
  98
  99 /*
 100  * List of BIOS devices, translation from disk unit number to
 101  * BIOS unit number.
 102  */
 103 static struct bdinfo
 104 {
 105         int             bd_unit;        /* BIOS unit number */
 106         int             bd_cyl;         /* BIOS geometry */
 107         int             bd_hds;
 108         int             bd_sec;
 109         int             bd_flags;
 110 #define BD_MODEINT13    0x0000
 111 #define BD_MODEEDD1     0x0001
 112 #define BD_MODEEDD3     0x0002
 113 #define BD_MODEMASK     0x0003
 114 #define BD_FLOPPY       0x0004
 115         int             bd_type;        /* BIOS 'drive type' (floppy only) */
 116         uint16_t        bd_sectorsize;  /* Sector size */
 117         uint64_t        bd_sectors;     /* Disk size */
 118         int             bd_open;        /* reference counter */
 119         void            *bd_bcache;     /* buffer cache data */
 120 } bdinfo [MAXBDDEV];
 121 static int nbdinfo = 0;
 122
 123 #define BD(dev)         (bdinfo[(dev)->d_unit])
 124
 125 static int bd_read(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks,
 126     caddr_t dest);
 127 static int bd_write(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks,
 128     caddr_t dest);
 129 static int bd_int13probe(struct bdinfo *bd);
 130
 131 static int bd_init(void);
 132 static int bd_strategy(void *devdata, int flag, daddr_t dblk, size_t size,
 133     char *buf, size_t *rsize);
 134 static int bd_realstrategy(void *devdata, int flag, daddr_t dblk, size_t size,
 135     char *buf, size_t *rsize);
 136 static int bd_open(struct open_file *f, ...);
 137 static int bd_close(struct open_file *f);
 138 static int bd_ioctl(struct open_file *f, u_long cmd, void *data);
 139 static int bd_print(int verbose);
 140
 141 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 142 static enum isgeli {
 143         ISGELI_UNKNOWN,
 144         ISGELI_NO,
 145         ISGELI_YES
 146 };
 147 static enum isgeli geli_status[MAXBDDEV][MAXTBLENTS];
 148
 149 int bios_read(void *vdev __unused, struct dsk *priv, off_t off, char *buf,
 150     size_t bytes);
 151 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
 152
 153 struct devsw biosdisk = {
 154         "disk",
 155         DEVT_DISK,
 156         bd_init,
 157         bd_strategy,
 158         bd_open,
 159         bd_close,
 160         bd_ioctl,
 161         bd_print,
 162         NULL
 163 };
 164
 165 /*
 166  * Translate between BIOS device numbers and our private unit numbers.
 167  */
 168 int
 169 bd_bios2unit(int biosdev)
 170 {
 171         int i;
 172
 173         DEBUG("looking for bios device 0x%x", biosdev);
 174         for (i = 0; i < nbdinfo; i++) {
 175                 DEBUG("bd unit %d is BIOS device 0x%x", i, bdinfo[i].bd_unit);
 176                 if (bdinfo[i].bd_unit == biosdev)
 177                         return (i);
 178         }
 179         return (-1);
 180 }
 181
 182 int
 183 bd_unit2bios(int unit)
 184 {
 185
 186         if ((unit >= 0) && (unit < nbdinfo))
 187                 return (bdinfo[unit].bd_unit);
 188         return (-1);
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Quiz the BIOS for disk devices, save a little info about them.
 193  */
 194 static int
 195 bd_init(void)
 196 {
 197         int base, unit, nfd = 0;
 198
 199 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 200         geli_init();
 201 #endif
 202         /* sequence 0, 0x80 */
 203         for (base = 0; base <= 0x80; base += 0x80) {
 204                 for (unit = base; (nbdinfo < MAXBDDEV); unit++) {
 205 #ifndef VIRTUALBOX
 206                         /*
 207                          * Check the BIOS equipment list for number
 208                          * of fixed disks.
 209                          */
 210                         if(base == 0x80 &&
 211                             (nfd >= *(unsigned char *)PTOV(BIOS_NUMDRIVES)))
 212                                 break;
 213 #endif
 214                         bdinfo[nbdinfo].bd_open = 0;
 215                         bdinfo[nbdinfo].bd_bcache = NULL;
 216                         bdinfo[nbdinfo].bd_unit = unit;
 217                         bdinfo[nbdinfo].bd_flags = unit < 0x80 ? BD_FLOPPY: 0;
 218                         if (!bd_int13probe(&bdinfo[nbdinfo]))
 219                                 break;
 220
 221                         /* XXX we need "disk aliases" to make this simpler */
 222                         printf("BIOS drive %c: is disk%d\n", (unit < 0x80) ?
 223                             ('A' + unit): ('C' + unit - 0x80), nbdinfo);
 224                         nbdinfo++;
 225                         if (base == 0x80)
 226                                 nfd++;
 227                 }
 228         }
 229         bcache_add_dev(nbdinfo);
 230         return(0);
 231 }
 232
 233 /*
 234  * Try to detect a device supported by the legacy int13 BIOS
 235  */
 236 static int
 237 bd_int13probe(struct bdinfo *bd)
 238 {
 239         struct edd_params params;
 240         int ret = 1;    /* assume success */
 241
 242         v86.ctl = V86_FLAGS;
 243         v86.addr = 0x13;
 244         v86.eax = 0x800;
 245         v86.edx = bd->bd_unit;
 246         v86int();
 247
 248         /* Don't error out if we get bad sector number, try EDD as well */
 249         if (V86_CY(v86.efl) ||  /* carry set */
 250             (v86.edx & 0xff) <= (unsigned)(bd->bd_unit & 0x7f)) /* unit # bad */
 251                 return (0);     /* skip device */
 252
 253         if ((v86.ecx & 0x3f) == 0) /* absurd sector number */
 254                 ret = 0;        /* set error */
 255
 256         /* Convert max cyl # -> # of cylinders */
 257         bd->bd_cyl = ((v86.ecx & 0xc0) << 2) + ((v86.ecx & 0xff00) >> 8) + 1;
 258         /* Convert max head # -> # of heads */
 259         bd->bd_hds = ((v86.edx & 0xff00) >> 8) + 1;
 260         bd->bd_sec = v86.ecx & 0x3f;
 261         bd->bd_type = v86.ebx & 0xff;
 262         bd->bd_flags |= BD_MODEINT13;
 263
 264         /* Calculate sectors count from the geometry */
 265         bd->bd_sectors = bd->bd_cyl * bd->bd_hds * bd->bd_sec;
 266         bd->bd_sectorsize = BIOSDISK_SECSIZE;
 267         DEBUG("unit 0x%x geometry %d/%d/%d", bd->bd_unit, bd->bd_cyl,
 268             bd->bd_hds, bd->bd_sec);
 269
 270         /* Determine if we can use EDD with this device. */
 271         v86.ctl = V86_FLAGS;
 272         v86.addr = 0x13;
 273         v86.eax = 0x4100;
 274         v86.edx = bd->bd_unit;
 275         v86.ebx = 0x55aa;
 276         v86int();
 277         if (V86_CY(v86.efl) ||  /* carry set */
 278             (v86.ebx & 0xffff) != 0xaa55 || /* signature */
 279             (v86.ecx & EDD_INTERFACE_FIXED_DISK) == 0)
 280                 return (ret);   /* return code from int13 AH=08 */
 281
 282         /* EDD supported */
 283         bd->bd_flags |= BD_MODEEDD1;
 284         if ((v86.eax & 0xff00) >= 0x3000)
 285                 bd->bd_flags |= BD_MODEEDD3;
 286         /* Get disk params */
 287         params.len = sizeof(struct edd_params);
 288         v86.ctl = V86_FLAGS;
 289         v86.addr = 0x13;
 290         v86.eax = 0x4800;
 291         v86.edx = bd->bd_unit;
 292         v86.ds = VTOPSEG(&params);
 293         v86.esi = VTOPOFF(&params);
 294         v86int();
 295         if (!V86_CY(v86.efl)) {
 296                 uint64_t total;
 297
 298                 /*
 299                  * Sector size must be a multiple of 512 bytes.
 300                  * An alternate test would be to check power of 2,
 301                  * powerof2(params.sector_size).
 302                  */
 303                 if (params.sector_size % BIOSDISK_SECSIZE)
 304                         bd->bd_sectorsize = BIOSDISK_SECSIZE;
 305                 else
 306                         bd->bd_sectorsize = params.sector_size;
 307
 308                 total = bd->bd_sectorsize * params.sectors;
 309                 if (params.sectors != 0) {
 310                         /* Only update if we did not overflow. */
 311                         if (total > params.sectors)
 312                                 bd->bd_sectors = params.sectors;
 313                 }
 314
 315                 total = (uint64_t)params.cylinders *
 316                     params.heads * params.sectors_per_track;
 317                 if (bd->bd_sectors < total)
 318                         bd->bd_sectors = total;
 319
 320                 ret = 1;
 321         }
 322         DEBUG("unit 0x%x flags %x, sectors %llu, sectorsize %u",
 323             bd->bd_unit, bd->bd_flags, bd->bd_sectors, bd->bd_sectorsize);
 324         return (ret);
 325 }
 326
 327 /*
 328  * Print information about disks
 329  */
 330 static int
 331 bd_print(int verbose)
 332 {
 333         static char line[80];
 334         struct disk_devdesc dev;
 335         int i, ret = 0;
 336
 337         if (nbdinfo == 0)
 338                 return (0);
 339
 340         printf("%s devices:", biosdisk.dv_name);
 341         if ((ret = pager_output("\n")) != 0)
 342                 return (ret);
 343
 344         for (i = 0; i < nbdinfo; i++) {
 345                 snprintf(line, sizeof(line),
 346                     "    disk%d:   BIOS drive %c (%ju X %u):\n", i,
 347                     (bdinfo[i].bd_unit < 0x80) ? ('A' + bdinfo[i].bd_unit):
 348                     ('C' + bdinfo[i].bd_unit - 0x80),
 349                     (uintmax_t)bdinfo[i].bd_sectors,
 350                     bdinfo[i].bd_sectorsize);
 351                 if ((ret = pager_output(line)) != 0)
 352                         break;
 353                 dev.d_dev = &biosdisk;
 354                 dev.d_unit = i;
 355                 dev.d_slice = -1;
 356                 dev.d_partition = -1;
 357                 if (disk_open(&dev,
 358                     bdinfo[i].bd_sectorsize * bdinfo[i].bd_sectors,
 359                     bdinfo[i].bd_sectorsize) == 0) {
 360                         snprintf(line, sizeof(line), "    disk%d", i);
 361                         ret = disk_print(&dev, line, verbose);
 362                         disk_close(&dev);
 363                         if (ret != 0)
 364                             return (ret);
 365                 }
 366         }
 367         return (ret);
 368 }
 369
 370 /*
 371  * Attempt to open the disk described by (dev) for use by (f).
 372  *
 373  * Note that the philosophy here is "give them exactly what
 374  * they ask for".  This is necessary because being too "smart"
 375  * about what the user might want leads to complications.
 376  * (eg. given no slice or partition value, with a disk that is
 377  *  sliced - are they after the first BSD slice, or the DOS
 378  *  slice before it?)
 379  */
 380 static int
 381 bd_open(struct open_file *f, ...)
 382 {
 383         struct disk_devdesc *dev, rdev;
 384         struct disk_devdesc disk;
 385         int err, g_err;
 386         va_list ap;
 387         uint64_t size;
 388
 389         va_start(ap, f);
 390         dev = va_arg(ap, struct disk_devdesc *);
 391         va_end(ap);
 392
 393         if (dev->d_unit < 0 || dev->d_unit >= nbdinfo)
 394                 return (EIO);
 395         BD(dev).bd_open++;
 396         if (BD(dev).bd_bcache == NULL)
 397             BD(dev).bd_bcache = bcache_allocate();
 398
 399         /*
 400          * Read disk size from partition.
 401          * This is needed to work around buggy BIOS systems returning
 402          * wrong (truncated) disk media size.
 403          * During bd_probe() we tested if the mulitplication of bd_sectors
 404          * would overflow so it should be safe to perform here.
 405          */
 406         disk.d_dev = dev->d_dev;
 407         disk.d_type = dev->d_type;
 408         disk.d_unit = dev->d_unit;
 409         disk.d_opendata = NULL;
 410         disk.d_slice = -1;
 411         disk.d_partition = -1;
 412         disk.d_offset = 0;
 413         if (disk_open(&disk, BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize,
 414             BD(dev).bd_sectorsize) == 0) {
 415
 416                 if (disk_ioctl(&disk, DIOCGMEDIASIZE, &size) == 0) {
 417                         size /= BD(dev).bd_sectorsize;
 418                         if (size > BD(dev).bd_sectors)
 419                                 BD(dev).bd_sectors = size;
 420                 }
 421                 disk_close(&disk);
 422         }
 423
 424         err = disk_open(dev, BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize,
 425             BD(dev).bd_sectorsize);
 426
 427 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 428         static char gelipw[GELI_PW_MAXLEN];
 429         char *passphrase;
 430
 431         if (err)
 432                 return (err);
 433
 434         /* if we already know there is no GELI, skip the rest */
 435         if (geli_status[dev->d_unit][dev->d_slice] != ISGELI_UNKNOWN)
 436                 return (err);
 437
 438         struct dsk dskp;
 439         struct ptable *table = NULL;
 440         struct ptable_entry part;
 441         struct pentry *entry;
 442         int geli_part = 0;
 443
 444         dskp.drive = bd_unit2bios(dev->d_unit);
 445         dskp.type = dev->d_type;
 446         dskp.unit = dev->d_unit;
 447         dskp.slice = dev->d_slice;
 448         dskp.part = dev->d_partition;
 449         dskp.start = dev->d_offset;
 450
 451         memcpy(&rdev, dev, sizeof(rdev));
 452         /* to read the GPT table, we need to read the first sector */
 453         rdev.d_offset = 0;
 454         /* We need the LBA of the end of the partition */
 455         table = ptable_open(&rdev, BD(dev).bd_sectors,
 456             BD(dev).bd_sectorsize, ptblread);
 457         if (table == NULL) {
 458                 DEBUG("Can't read partition table");
 459                 /* soft failure, return the exit status of disk_open */
 460                 return (err);
 461         }
 462
 463         if (table->type == PTABLE_GPT)
 464                 dskp.part = 255;
 465
 466         STAILQ_FOREACH(entry, &table->entries, entry) {
 467                 dskp.slice = entry->part.index;
 468                 dskp.start = entry->part.start;
 469                 if (is_geli(&dskp) == 0) {
 470                         geli_status[dev->d_unit][dskp.slice] = ISGELI_YES;
 471                         return (0);
 472                 }
 473                 if (geli_taste(bios_read, &dskp,
 474                     entry->part.end - entry->part.start) == 0) {
 475                         if (geli_havekey(&dskp) == 0) {
 476                                 geli_status[dev->d_unit][dskp.slice] = ISGELI_YES;
 477                                 geli_part++;
 478                                 continue;
 479                         }
 480                         if ((passphrase = getenv("kern.geom.eli.passphrase"))
 481                             != NULL) {
 482                                 /* Use the cached passphrase */
 483                                 bcopy(passphrase, &gelipw, GELI_PW_MAXLEN);
 484                         }
 485                         if (geli_passphrase(&gelipw, dskp.unit, 'p',
 486                                     (dskp.slice > 0 ? dskp.slice : dskp.part),
 487                                     &dskp) == 0) {
 488                                 setenv("kern.geom.eli.passphrase", &gelipw, 1);
 489                                 bzero(gelipw, sizeof(gelipw));
 490                                 geli_status[dev->d_unit][dskp.slice] = ISGELI_YES;
 491                                 geli_part++;
 492                                 continue;
 493                         }
 494                 } else
 495                         geli_status[dev->d_unit][dskp.slice] = ISGELI_NO;
 496         }
 497
 498         /* none of the partitions on this disk have GELI */
 499         if (geli_part == 0) {
 500                 /* found no GELI */
 501                 geli_status[dev->d_unit][dev->d_slice] = ISGELI_NO;
 502         }
 503 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
 504
 505         return (err);
 506 }
 507
 508 static int
 509 bd_close(struct open_file *f)
 510 {
 511         struct disk_devdesc *dev;
 512
 513         dev = (struct disk_devdesc *)f->f_devdata;
 514         BD(dev).bd_open--;
 515         if (BD(dev).bd_open == 0) {
 516             bcache_free(BD(dev).bd_bcache);
 517             BD(dev).bd_bcache = NULL;
 518         }
 519         return (disk_close(dev));
 520 }
 521
 522 static int
 523 bd_ioctl(struct open_file *f, u_long cmd, void *data)
 524 {
 525         struct disk_devdesc *dev;
 526         int rc;
 527
 528         dev = (struct disk_devdesc *)f->f_devdata;
 529
 530         rc = disk_ioctl(dev, cmd, data);
 531         if (rc != ENOTTY)
 532                 return (rc);
 533
 534         switch (cmd) {
 535         case DIOCGSECTORSIZE:
 536                 *(u_int *)data = BD(dev).bd_sectorsize;
 537                 break;
 538         case DIOCGMEDIASIZE:
 539                 *(uint64_t *)data = BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize;
 540                 break;
 541         default:
 542                 return (ENOTTY);
 543         }
 544         return (0);
 545 }
 546
 547 static int
 548 bd_strategy(void *devdata, int rw, daddr_t dblk, size_t size,
 549     char *buf, size_t *rsize)
 550 {
 551         struct bcache_devdata bcd;
 552         struct disk_devdesc *dev;
 553
 554         dev = (struct disk_devdesc *)devdata;
 555         bcd.dv_strategy = bd_realstrategy;
 556         bcd.dv_devdata = devdata;
 557         bcd.dv_cache = BD(dev).bd_bcache;
 558         return (bcache_strategy(&bcd, rw, dblk + dev->d_offset,
 559             size, buf, rsize));
 560 }
 561
 562 static int
 563 bd_realstrategy(void *devdata, int rw, daddr_t dblk, size_t size,
 564     char *buf, size_t *rsize)
 565 {
 566     struct disk_devdesc *dev = (struct disk_devdesc *)devdata;
 567     uint64_t            disk_blocks;
 568     int                 blks, rc;
 569 #ifdef BD_SUPPORT_FRAGS /* XXX: sector size */
 570     char                fragbuf[BIOSDISK_SECSIZE];
 571     size_t              fragsize;
 572
 573     fragsize = size % BIOSDISK_SECSIZE;
 574 #else
 575     if (size % BD(dev).bd_sectorsize)
 576         panic("bd_strategy: %d bytes I/O not multiple of block size", size);
 577 #endif
 578
 579     DEBUG("open_disk %p", dev);
 580
 581     /*
 582      * Check the value of the size argument. We do have quite small
 583      * heap (64MB), but we do not know good upper limit, so we check against
 584      * INT_MAX here. This will also protect us against possible overflows
 585      * while translating block count to bytes.
 586      */
 587     if (size > INT_MAX) {
 588         DEBUG("too large read: %zu bytes", size);
 589         return (EIO);
 590     }
 591
 592     blks = size / BD(dev).bd_sectorsize;
 593     if (dblk > dblk + blks)
 594         return (EIO);
 595
 596     if (rsize)
 597         *rsize = 0;
 598
 599     /* Get disk blocks, this value is either for whole disk or for partition */
 600     if (disk_ioctl(dev, DIOCGMEDIASIZE, &disk_blocks)) {
 601         /* DIOCGMEDIASIZE does return bytes. */
 602         disk_blocks /= BD(dev).bd_sectorsize;
 603     } else {
 604         /* We should not get here. Just try to survive. */
 605         disk_blocks = BD(dev).bd_sectors - dev->d_offset;
 606     }
 607
 608     /* Validate source block address. */
 609     if (dblk < dev->d_offset || dblk >= dev->d_offset + disk_blocks)
 610         return (EIO);
 611
 612     /*
 613      * Truncate if we are crossing disk or partition end.
 614      */
 615     if (dblk + blks >= dev->d_offset + disk_blocks) {
 616         blks = dev->d_offset + disk_blocks - dblk;
 617         size = blks * BD(dev).bd_sectorsize;
 618         DEBUG("short read %d", blks);
 619     }
 620
 621     switch(rw){
 622     case F_READ:
 623         DEBUG("read %d from %lld to %p", blks, dblk, buf);
 624
 625         if (blks && (rc = bd_read(dev, dblk, blks, buf))) {
 626             /* Filter out floppy controller errors */
 627             if (BD(dev).bd_flags != BD_FLOPPY || rc != 0x20) {
 628                 printf("read %d from %lld to %p, error: 0x%x", blks, dblk,
 629                     buf, rc);
 630             }
 631             return (EIO);
 632         }
 633 #ifdef BD_SUPPORT_FRAGS /* XXX: sector size */
 634         DEBUG("bd_strategy: frag read %d from %d+%d to %p",
 635             fragsize, dblk, blks, buf + (blks * BIOSDISK_SECSIZE));
 636         if (fragsize && bd_read(od, dblk + blks, 1, fragsize)) {
 637             DEBUG("frag read error");
 638             return(EIO);
 639         }
 640         bcopy(fragbuf, buf + (blks * BIOSDISK_SECSIZE), fragsize);
 641 #endif
 642         break;
 643     case F_WRITE :
 644         DEBUG("write %d from %d to %p", blks, dblk, buf);
 645
 646         if (blks && bd_write(dev, dblk, blks, buf)) {
 647             DEBUG("write error");
 648             return (EIO);
 649         }
 650 #ifdef BD_SUPPORT_FRAGS
 651         if(fragsize) {
 652             DEBUG("Attempted to write a frag");
 653             return (EIO);
 654         }
 655 #endif
 656         break;
 657     default:
 658         /* DO NOTHING */
 659         return (EROFS);
 660     }
 661
 662     if (rsize)
 663         *rsize = size;
 664     return (0);
 665 }
 666
 667 static int
 668 bd_edd_io(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest,
 669     int write)
 670 {
 671     static struct edd_packet packet;
 672
 673     packet.len = sizeof(struct edd_packet);
 674     packet.count = blks;
 675     packet.off = VTOPOFF(dest);
 676     packet.seg = VTOPSEG(dest);
 677     packet.lba = dblk;
 678     v86.ctl = V86_FLAGS;
 679     v86.addr = 0x13;
 680     if (write)
 681         /* Should we Write with verify ?? 0x4302 ? */
 682         v86.eax = 0x4300;
 683     else
 684         v86.eax = 0x4200;
 685     v86.edx = BD(dev).bd_unit;
 686     v86.ds = VTOPSEG(&packet);
 687     v86.esi = VTOPOFF(&packet);
 688     v86int();
 689     if (V86_CY(v86.efl))
 690         return (v86.eax >> 8);
 691     return (0);
 692 }
 693
 694 static int
 695 bd_chs_io(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest,
 696     int write)
 697 {
 698     u_int       x, bpc, cyl, hd, sec;
 699
 700     bpc = BD(dev).bd_sec * BD(dev).bd_hds;      /* blocks per cylinder */
 701     x = dblk;
 702     cyl = x / bpc;                      /* block # / blocks per cylinder */
 703     x %= bpc;                           /* block offset into cylinder */
 704     hd = x / BD(dev).bd_sec;            /* offset / blocks per track */
 705     sec = x % BD(dev).bd_sec;           /* offset into track */
 706
 707     /* correct sector number for 1-based BIOS numbering */
 708     sec++;
 709
 710     if (cyl > 1023)
 711         /* CHS doesn't support cylinders > 1023. */
 712         return (1);
 713
 714     v86.ctl = V86_FLAGS;
 715     v86.addr = 0x13;
 716     if (write)
 717         v86.eax = 0x300 | blks;
 718     else
 719         v86.eax = 0x200 | blks;
 720     v86.ecx = ((cyl & 0xff) << 8) | ((cyl & 0x300) >> 2) | sec;
 721     v86.edx = (hd << 8) | BD(dev).bd_unit;
 722     v86.es = VTOPSEG(dest);
 723     v86.ebx = VTOPOFF(dest);
 724     v86int();
 725     if (V86_CY(v86.efl))
 726         return (v86.eax >> 8);
 727     return (0);
 728 }
 729
 730 static int
 731 bd_io(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest, int write)
 732 {
 733     u_int       x, sec, result, resid, retry, maxfer;
 734     caddr_t     p, xp, bbuf;
 735
 736     /* Just in case some idiot actually tries to read/write -1 blocks... */
 737     if (blks < 0)
 738         return (-1);
 739
 740     resid = blks;
 741     p = dest;
 742
 743     /* Decide whether we have to bounce */
 744     if (VTOP(dest) >> 20 != 0 || (BD(dev).bd_unit < 0x80 &&
 745         (VTOP(dest) >> 16) != (VTOP(dest +
 746         blks * BD(dev).bd_sectorsize) >> 16))) {
 747
 748         /*
 749          * There is a 64k physical boundary somewhere in the
 750          * destination buffer, or the destination buffer is above
 751          * first 1MB of physical memory so we have to arrange a
 752          * suitable bounce buffer.  Allocate a buffer twice as large
 753          * as we need to.  Use the bottom half unless there is a break
 754          * there, in which case we use the top half.
 755          */
 756         x = V86_IO_BUFFER_SIZE / BD(dev).bd_sectorsize;
 757         x = min(x, (unsigned)blks);
 758         bbuf = PTOV(V86_IO_BUFFER);
 759         maxfer = x;             /* limit transfers to bounce region size */
 760     } else {
 761         bbuf = NULL;
 762         maxfer = 0;
 763     }
 764
 765     while (resid > 0) {
 766         /*
 767          * Play it safe and don't cross track boundaries.
 768          * (XXX this is probably unnecessary)
 769          */
 770         sec = dblk % BD(dev).bd_sec;    /* offset into track */
 771         x = min(BD(dev).bd_sec - sec, resid);
 772         if (maxfer > 0)
 773             x = min(x, maxfer);         /* fit bounce buffer */
 774
 775         /* where do we transfer to? */
 776         xp = bbuf == NULL ? p : bbuf;
 777
 778         /*
 779          * Put your Data In, Put your Data out,
 780          * Put your Data In, and shake it all about
 781          */
 782         if (write && bbuf != NULL)
 783             bcopy(p, bbuf, x * BD(dev).bd_sectorsize);
 784
 785         /*
 786          * Loop retrying the operation a couple of times.  The BIOS
 787          * may also retry.
 788          */
 789         for (retry = 0; retry < 3; retry++) {
 790             /* if retrying, reset the drive */
 791             if (retry > 0) {
 792                 v86.ctl = V86_FLAGS;
 793                 v86.addr = 0x13;
 794                 v86.eax = 0;
 795                 v86.edx = BD(dev).bd_unit;
 796                 v86int();
 797             }
 798
 799             if (BD(dev).bd_flags & BD_MODEEDD1)
 800                 result = bd_edd_io(dev, dblk, x, xp, write);
 801             else
 802                 result = bd_chs_io(dev, dblk, x, xp, write);
 803             if (result == 0)
 804                 break;
 805         }
 806
 807         if (write)
 808             DEBUG("Write %d sector(s) from %p (0x%x) to %lld %s", x,
 809                 p, VTOP(p), dblk, result ? "failed" : "ok");
 810         else
 811             DEBUG("Read %d sector(s) from %lld to %p (0x%x) %s", x,
 812                 dblk, p, VTOP(p), result ? "failed" : "ok");
 813         if (result) {
 814             return (result);
 815         }
 816         if (!write && bbuf != NULL)
 817             bcopy(bbuf, p, x * BD(dev).bd_sectorsize);
 818         p += (x * BD(dev).bd_sectorsize);
 819         dblk += x;
 820         resid -= x;
 821     }
 822
 823 /*    hexdump(dest, (blks * BD(dev).bd_sectorsize)); */
 824     return(0);
 825 }
 826
 827 static int
 828 bd_read(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest)
 829 {
 830 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 831         struct dsk dskp;
 832         off_t p_off, diff;
 833         daddr_t alignlba;
 834         int err, n, alignblks;
 835         char *tmpbuf;
 836
 837         /* if we already know there is no GELI, skip the rest */
 838         if (geli_status[dev->d_unit][dev->d_slice] != ISGELI_YES)
 839                 return (bd_io(dev, dblk, blks, dest, 0));
 840
 841         if (geli_status[dev->d_unit][dev->d_slice] == ISGELI_YES) {
 842                 /*
 843                  * Align reads to DEV_GELIBOOT_BSIZE bytes because partial
 844                  * sectors cannot be decrypted. Round the requested LBA down to
 845                  * nearest multiple of DEV_GELIBOOT_BSIZE bytes.
 846                  */
 847                 alignlba = rounddown2(dblk * BD(dev).bd_sectorsize,
 848                     DEV_GELIBOOT_BSIZE) / BD(dev).bd_sectorsize;
 849                 /*
 850                  * Round number of blocks to read up to nearest multiple of
 851                  * DEV_GELIBOOT_BSIZE
 852                  */
 853                 diff = (dblk - alignlba) * BD(dev).bd_sectorsize;
 854                 alignblks = roundup2(blks * BD(dev).bd_sectorsize + diff,
 855                     DEV_GELIBOOT_BSIZE) / BD(dev).bd_sectorsize;
 856
 857                 /*
 858                  * If the read is rounded up to a larger size, use a temporary
 859                  * buffer here because the buffer provided by the caller may be
 860                  * too small.
 861                  */
 862                 if (diff == 0) {
 863                         tmpbuf = dest;
 864                 } else {
 865                         tmpbuf = malloc(alignblks * BD(dev).bd_sectorsize);
 866                         if (tmpbuf == NULL) {
 867                                 return (-1);
 868                         }
 869                 }
 870
 871                 err = bd_io(dev, alignlba, alignblks, tmpbuf, 0);
 872                 if (err)
 873                         return (err);
 874
 875                 dskp.drive = bd_unit2bios(dev->d_unit);
 876                 dskp.type = dev->d_type;
 877                 dskp.unit = dev->d_unit;
 878                 dskp.slice = dev->d_slice;
 879                 dskp.part = dev->d_partition;
 880                 dskp.start = dev->d_offset;
 881
 882                 /* GELI needs the offset relative to the partition start */
 883                 p_off = alignlba - dskp.start;
 884
 885                 err = geli_read(&dskp, p_off * BD(dev).bd_sectorsize, tmpbuf,
 886                     alignblks * BD(dev).bd_sectorsize);
 887                 if (err)
 888                         return (err);
 889
 890                 if (tmpbuf != dest) {
 891                         bcopy(tmpbuf + diff, dest, blks * BD(dev).bd_sectorsize);
 892                         free(tmpbuf);
 893                 }
 894                 return (0);
 895         }
 896 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
 897
 898         return (bd_io(dev, dblk, blks, dest, 0));
 899 }
 900
 901 static int
 902 bd_write(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest)
 903 {
 904
 905         return (bd_io(dev, dblk, blks, dest, 1));
 906 }
 907
 908 /*
 909  * Return the BIOS geometry of a given "fixed drive" in a format
 910  * suitable for the legacy bootinfo structure.  Since the kernel is
 911  * expecting raw int 0x13/0x8 values for N_BIOS_GEOM drives, we
 912  * prefer to get the information directly, rather than rely on being
 913  * able to put it together from information already maintained for
 914  * different purposes and for a probably different number of drives.
 915  *
 916  * For valid drives, the geometry is expected in the format (31..0)
 917  * "000000cc cccccccc hhhhhhhh 00ssssss"; and invalid drives are
 918  * indicated by returning the geometry of a "1.2M" PC-format floppy
 919  * disk.  And, incidentally, what is returned is not the geometry as
 920  * such but the highest valid cylinder, head, and sector numbers.
 921  */
 922 u_int32_t
 923 bd_getbigeom(int bunit)
 924 {
 925
 926     v86.ctl = V86_FLAGS;
 927     v86.addr = 0x13;
 928     v86.eax = 0x800;
 929     v86.edx = 0x80 + bunit;
 930     v86int();
 931     if (V86_CY(v86.efl))
 932         return 0x4f010f;
 933     return ((v86.ecx & 0xc0) << 18) | ((v86.ecx & 0xff00) << 8) |
 934            (v86.edx & 0xff00) | (v86.ecx & 0x3f);
 935 }
 936
 937 /*
 938  * Return a suitable dev_t value for (dev).
 939  *
 940  * In the case where it looks like (dev) is a SCSI disk, we allow the number of
 941  * IDE disks to be specified in $num_ide_disks.  There should be a Better Way.
 942  */
 943 int
 944 bd_getdev(struct i386_devdesc *d)
 945 {
 946     struct disk_devdesc         *dev;
 947     int                         biosdev;
 948     int                         major;
 949     int                         rootdev;
 950     char                        *nip, *cp;
 951     int                         i, unit;
 952
 953     dev = (struct disk_devdesc *)d;
 954     biosdev = bd_unit2bios(dev->d_unit);
 955     DEBUG("unit %d BIOS device %d", dev->d_unit, biosdev);
 956     if (biosdev == -1)                          /* not a BIOS device */
 957         return(-1);
 958     if (disk_open(dev, BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize,
 959         BD(dev).bd_sectorsize) != 0)            /* oops, not a viable device */
 960             return (-1);
 961     else
 962         disk_close(dev);
 963
 964     if (biosdev < 0x80) {
 965         /* floppy (or emulated floppy) or ATAPI device */
 966         if (bdinfo[dev->d_unit].bd_type == DT_ATAPI) {
 967             /* is an ATAPI disk */
 968             major = WFDMAJOR;
 969         } else {
 970             /* is a floppy disk */
 971             major = FDMAJOR;
 972         }
 973     } else {
 974             /* assume an IDE disk */
 975             major = WDMAJOR;
 976     }
 977     /* default root disk unit number */
 978     unit = biosdev & 0x7f;
 979
 980     /* XXX a better kludge to set the root disk unit number */
 981     if ((nip = getenv("root_disk_unit")) != NULL) {
 982         i = strtol(nip, &cp, 0);
 983         /* check for parse error */
 984         if ((cp != nip) && (*cp == 0))
 985             unit = i;
 986     }
 987
 988     rootdev = MAKEBOOTDEV(major, dev->d_slice + 1, unit, dev->d_partition);
 989     DEBUG("dev is 0x%x\n", rootdev);
 990     return(rootdev);
 991 }
 992
 993 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 994 int
 995 bios_read(void *vdev __unused, struct dsk *priv, off_t off, char *buf, size_t bytes)
 996 {
 997         struct disk_devdesc dev;
 998
 999         dev.d_dev = &biosdisk;
1000         dev.d_type = priv->type;
1001         dev.d_unit = priv->unit;
1002         dev.d_slice = priv->slice;
1003         dev.d_partition = priv->part;
1004         dev.d_offset = priv->start;
1005
1006         off = off / BD(&dev).bd_sectorsize;
1007         /* GELI gives us the offset relative to the partition start */
1008         off += dev.d_offset;
1009         bytes = bytes / BD(&dev).bd_sectorsize;
1010
1011         return (bd_io(&dev, off, bytes, buf, 0));
1012 }
1013 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */